¡Un imán baila dentro de un vaso de papel! Descubre cómo funciona un altavoz con un cable casero
Soy Ken Kuwako, tu entrenador de ciencia. Cada día es un experimento.
«Un campo magnético invisible puede hacer que el sonido llegue hasta nosotros».
¿Alguna vez has experimentado algo así, como si fuera magia? Hace un tiempo, durante una visita al museo de ciencia «つくばエキスポセンター», me encontré con una exhibición que hacía imposible pasar de largo. Era un curioso altavoz fabricado con una bobina.
Cuando colocabas el altavoz, que tenía una bobina incorporada, dentro del campo magnético invisible que se extendía desde la base, podías escuchar un sonido gracias a la inducción electromagnética.
Si lo alejabas, el sonido se volvía muy débil; si lo acercabas un poco, de repente aumentaba muchísimo. Era como si el campo magnético atravesara el espacio y generara corriente eléctrica directamente. Aunque podemos entenderlo mediante la teoría, verlo con nuestros propios ojos y experimentarlo en persona provoca inevitablemente un «¡Guau!». ¡Es realmente fascinante!
Esta vez vamos a ver cómo reproducir en casa esta especie de «electricidad que salta por el espacio». El protagonista es un curioso cable que puedes fabricar tú mismo utilizando materiales de una tienda de 100 yenes y un poco de ingenio: el cable PASCAL.
Se trata de un dispositivo experimental fabricado a partir de un cable formado por varios conductores agrupados, como un cable de 10 hilos. Para construirlo hace falta soldar, pero una vez terminado, puedes conseguir resultados sorprendentes con un coste realmente bajo.
Receta para un experimento científico
Materiales:
Cable PASCAL (hecho en casa) vaso de papel imán de neodimio (uno pequeño pero potente)
Procedimiento:
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- Conecta el cable PASCAL a una fuente de alimentación de corriente alterna.
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- Enrolla el cable formando una bobina aproximadamente del mismo tamaño que la base del vaso de papel.
- Coloca el imán de neodimio dentro del vaso de papel.
Una vez preparado todo, conecta la corriente alterna y observa atentamente qué ocurre dentro del vaso de papel.
Resultado del experimento: un imán que baila y un «sonido» que podemos escuchar
Grabé en vídeo el experimento. Antes de reproducirlo, asegúrate de subir un poco el volumen.
¿No es fascinante? En cuanto enciendes el interruptor, el imán comienza a bailar dentro del vaso, como si de repente hubiera cobrado vida propia.
El misterio del «¿por qué?»: ¿por qué baila el imán?
¿Por qué un imán que estaba completamente quieto empieza de repente a moverse como loco? El secreto está en la combinación de la «corriente alterna» y el «electroimán».
El imán vibra continuamente debido al campo magnético generado por la corriente eléctrica.
La electricidad que obtenemos normalmente de los enchufes es «corriente alterna». A diferencia de la «corriente continua» de una pila, en la corriente alterna la dirección de la corriente cambia constantemente de un lado a otro. En Japón, esta variación tiene una frecuencia de 50 veces por segundo en el este y 60 veces por segundo en el oeste. ¡Es tan rápida que prácticamente no podemos percibirla!
Cuando la corriente eléctrica pasa por el cable PASCAL enrollado en forma de bobina, esa bobina se convierte en un «electroimán». Entonces, ¿qué ocurre cuando hacemos pasar corriente alterna?
¡Exactamente! Los polos N y S del electroimán se intercambian rápidamente varias decenas de veces por segundo.
Si colocamos un imán de neodimio sobre este electroimán, cuyos polos cambian continuamente a una velocidad vertiginosa, el imán recibe una sucesión rapidísima de fuerzas de «atracción» y «repulsión». Como resultado, el imán comienza a vibrar intensamente una y otra vez, de modo que parece que está bailando.
El «latido» de la corriente alterna y el principio de un altavoz
Si fijamos firmemente este imán vibrante a la base del vaso de papel con cinta adhesiva de plástico u otro material, y acercamos el oído al vaso, podremos escuchar el resultado.
¿Has oído ese sonido grave, como un «bzzzz»?
Este sonido se produce porque las pequeñas vibraciones del imán hacen vibrar la base del vaso de papel y, a su vez, hacen vibrar el aire que lo rodea. Es, literalmente, el latido de la corriente alterna.
Por cierto, el tono de un sonido depende de cuántas veces vibra algo por segundo. Las 50 vibraciones por segundo del este de Japón y las 60 del oeste de Japón, convertidas en sonido, corresponden aproximadamente a la diferencia entre un Do y un Mi bemol. Por eso, en el oeste de Japón se debería escuchar un sonido ligeramente más agudo. Si alguna vez tienes la oportunidad de realizar este experimento en ambas regiones, ¡sería muy interesante comparar los sonidos!
Y, de hecho, ¡este mismo mecanismo es precisamente el principio de funcionamiento de un altavoz!
La música que escuchamos normalmente no es más que una «señal eléctrica que cambia de forma compleja (corriente alterna)». Estas señales atraviesan una bobina situada dentro del altavoz y, mediante la interacción entre la bobina y el imán, hacen vibrar el diafragma. Finalmente, esas vibraciones llegan a nuestros oídos en forma de «sonido».
La exhibición del つくばエキスポセンター que mencioné al principio utiliza, en realidad, este proceso al revés. Es decir, hace que una bobina se mueva dentro de un campo magnético para generar corriente mediante inducción electromagnética y después convierte esa «inducción electromagnética» en un sonido que podemos escuchar con nuestros propios oídos.
Un vaso de papel, un imán y un cable que hemos fabricado nosotros mismos. Con materiales tan sencillos podemos hacer que el principio de funcionamiento de uno de los símbolos de la tecnología moderna, el altavoz, se vuelva algo concreto y fácil de comprender. ¡Eso es precisamente lo fascinante de la ciencia!
Con un poco de tiempo y un poco de curiosidad, cualquiera puede escuchar el «sonido» de la corriente eléctrica. ¿Por qué no lo pruebas en casa y experimentas por ti mismo este «latido de la corriente alterna»?
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¡Hagamos que la magia y la diversión de la ciencia estén un poco más cerca de nosotros! Aquí encontrarás numerosos experimentos científicos que puedes realizar en casa, además de pequeños trucos y consejos para llevarlos a cabo. ¡No dudes en echarles un vistazo!
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・Para obtener más información sobre Ken Kuwako, responsable de este sitio web, puedes consultar aquí.
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